Kömür Koklaştırma Atık Suyunun Gama Işınlaması Ve Anoksik-Oksik Membran Biyoreaktör (A2-O MBR) Hibrit Sistemi İle Arıtımı

Abstract

Demir çelik üretim endüstrisinde toksik organik ve inorganik bilesik içeren yüksek debilerde çesitli endüstriyel atıksular olusturmaktadır. Bunlar arasında koklastırma atıksuyu en toksik olanıdır. Koklastırma atıksuyu genellikle yüksek sıcaklıkta (900-1100°C) kömürün koklasması ve kok fırın gazının yıkanması ve yan ürün elde edilmesi sonucunda olusmaktadır. Koklastırma atıksuyu yüksek konsantrasyonlarda fenol gibi organik kirletici ve amonyak, tiyosiyanat ve siyanür gibi inorganik kirleticiler içermektedir. Fenol ve serbest siyanürün çesitli biyolojik reaksiyonları özellikle de nitrifikasyonu inhibe ettigi bilinmektedir. Bu yüzden koklastırma atıksuyu arıtımı en zor endüstriyel atıksular arasında ilk sıralarda yer almaktadır. Çok sayıda arastırmacı koklastırma atıksuyunun biyolojik olarak nasıl verimli bir sekilde arıtılabilir diye çalısma yapmıstır. Literatürde önerilen prosesler arasında anoksik-aerobik (A2O) prosesi es zamanlı olarak hem organik maddeyi ve hem de azot türevlerini (NH4 + , NO3 - , NO2 - vb.) giderdigi için dikkat çekmektedir. Ancak, A2O arıtma prosesinin, kullanılan kömürün kalitesine, koklastırma sıcaklıgına ve koklastırma prosesinden yan ürün elde etme metoduna göre degisik karakterizasyona sahip kömür koklastırma atık suyunu desarj limitinin altına düsürmekte bazen yetersiz kaldıgı rapor edilmektedir. Atıksudaki kirleticilerin biyodegradasyon hızı ve oranı söz konusu kirleticilerin yapılarına ve oksidasyon seviyelerine baglıdır. Biyodegradasyona karsı dirençli moleküllerin biyodegradasyon öncesinde ön oksidasyonları ve daha küçük moleküllere parçalanmaları biyolojik parçalanabilirligini artırmaktadır. Sistematik arastırmalar göstermistir ki iyonlastırıcı radyasyon rekalsitrant kirleticilerin kısmi olarak bozunarak biyolojik arıtmaya uygun hale getirilmesi en fazla gelecek vaat eden tekniktir. Radyasyon teknolojisi çevre problemlerinin çözümünde arıtma islemi boyunca herhangi bir radyoaktivite ve atık olusturmaması, personel açısından güvenli olması, ekonomik açıdan rekabetçi olması ve yüksek verime sahip olması gibi avantajlar sunmaktadır. Bu proje kapsamında, toksik, inhibitör ve rekalsitrant demir çelik endüstrisi kömür koklastırma prosesi atıksuyunun iyonlastırıcı radyasyon-anoksik-oksik MBR hibrit sistemi ile arıtımını ayrıntılı olarak arastırılmıstır. Bu amaçla kömür koklastırma prosesi atıksuları önce gama iyonlastırıcı radyasyon ile ısınlanarak biyodegrade edilebilirlikleri arttırılmıstır. Yapılan ısınlama çalısma sonucunda BOI5/KOI oranı, GC-MS/MS analiz sonuçları ve H2O2?nin maliyeti birarada düsünüldügünde %0,5 H2O2 ilave edilmis ham atıksuyun 20 kGy gama ısınlaması sonucu elde edilen ısınlanmıs koklastırma atıksuyu gama + A2O-MBR?ye verilmistir. Iyonlastırıcı xiii radyasyonun söz konusu atıksuyun A2O-MBR sisteminde biyolojik arıtımına olan katkısını tespit etmek için aynı isletme sartlarında ısınlanmamıs atıksuyun arıtımının çalısıldıgı baska bir A2O-MBR sistemi kontrol reaktörü amacıyla isletilmis ve elde edilen sonuçlar karsılastırılmıstır. Her iki sistem üç farklı çamur yasında (25, 50 ve 100 gün) çalıstırılmıstır. SMP ve EPS?nin membran kirlenmesi üzerinde etkili olmaları nedeniyle her iki sistemde de çamur yasına baglı olarak SMP ve EPS konsantrasyon degisimleri incelenmistir. Ayrıca herbir kararlı halde aktif çamurun flok boyutu, hidrofobisitesi ve zeta potansiyelinin membran kirliligi üzerine etkisi de incelenmistir. Herbir çamur yası için sistem kararlı hale ulastıktan sonra membran tıkanma modelleri (Standart tıkanma, Gözenek tıkanması, Yüzeyde Kısmi Tıkanma ve Kek Filtrasyonu) elde edilen trans membran basınç verilerine uygulanmıstır.